謝巍林 文斐 喬子丹 李江

浮浮沉沉

對會游泳的小讀者來說，水就像一個大沙發(fā)似的向上托著你。這是浮力作用給人的最切身的體會。當(dāng)重力將我們拖向水底時，浮力同時會將我們推向水面。如果你想沉入水底，重力和浮力就要保持相對平衡。

那么船、潛艇、潛水員和水里的魚是怎么浮浮沉沉的呢？

當(dāng)船下沉?xí)r，這么多的水在下面托著它，這就是“吃水”，“吃水”是指船浸在水里的深度，它能間接反映船在行駛過程中所受的浮力。

盡管船是用很重的鋼材建成的，但船身有很多空曠的地方，這樣船身平均密度就小于同體積的水，在浮力大于重力的情況下，船自然就浮起來了。

重力、浮力達(dá)到平衡后，動力船就能航行。

對潛水員來說，必須額外增重才能下潛。在水下，潛水員可以通過浮力背心來調(diào)整潛水的深度。當(dāng)浮力背心充入空氣時，潛水員就能上浮：當(dāng)浮力背心的空氣排出時，潛水員就會下沉。

背上的氧氣瓶除了呼吸還能給浮力背心充氣。

潛水的深度可以通過潛水員調(diào)整呼吸來改變。做深呼吸，讓肺里充滿空氣，潛水員就能輕易上浮。

水的浮力能讓我們覺得身體很輕盈。在陸地上帶著潛水裝備，會感覺比在水里潛水時重很多。

潛艇借助壓載艙（沉浮箱）和升降舵，潛入水下或回到水面。

放置壓載水的船艙，它通過用泵吸水或排出艙內(nèi)的水，調(diào)節(jié)潛水艇的平衡。壓載艙是吸水還是排水，取決于我們是讓潛水艇潛入水下，還是浮在水面，或者懸浮于固定的深水區(qū)。

壓縮的空氣將水推出壓載艙，潛艇就變輕了，借助升降舵，潛艇開始上浮。

潛艇將水注入壓載艙并且操作升降舵，就能不斷深入水下。

當(dāng)壓載艙里灌滿了水，潛艇就變得非常重了。

升降舵是保持或改變潛艇水下航行深度的裝置。升降舵決定潛艇是浮上水面還是潛入水下，或者往前航行。

大多數(shù)魚都有鰾，它能幫助魚在水中浮沉。鰾是魚身體內(nèi)一個特別的囊狀器官，魚能將水里的空氣（主要是氧氣）充入這個囊中。

當(dāng)鰾里充滿了空氣的時候，魚就會排出更多的水，因此浮力就會推著魚向上游，魚便浮出水面。

在某些種類的魚中，鰾與魚的食道是連在一起的。這些魚可以游到水面上，呼吸一點空氣，然后把這些空氣補(bǔ)充到鰾中。

在另一些種類的魚中，它們借助特殊的腺體，直接從血液中往鰾里補(bǔ)充空氣。

為了潛入水的深處，魚會清空鰾里的空氣。

并非所有的魚都靠魚鰾沉浮，有些魚會通過自己的嘴排出空氣，另一些魚則會把這些空氣反存回血液里。創(chuàng)造紀(jì)錄的潛水員

希臘 米爾托翁海

____年

赫伯特·尼奇創(chuàng)下自由

潛水世界紀(jì)錄，他能在水下屏住呼吸長達(dá)9分鐘。

他在希臘斯佩查島潛水，曾到達(dá)過214米水深的地方，總共用時4分26秒。

下水時，他使用了水下直梯，運行速度每秒鐘3-4米。

5年后，赫伯特嘗試打破自己保持的紀(jì)錄，潛到253米深的水域。遺憾的是，他在返回水面的過程中得了潛水減壓病，于是向別的潛水員求助。

為了打破紀(jì)錄，這次他用了速度更快的下水直梯。

赫伯特下水前吸足了空氣，然后把肺部的一部分空氣呼到一個普通塑料瓶里。到了深水處，他再把塑料瓶里的空氣吸到肺里，以平衡耳朵和鼻腔所受的壓力，否則耳朵和鼻腔會受到損傷。

他在下潛時，不能借助任何呼吸裝置，他的時間十分有限，只有幾分鐘。自由潛水的規(guī)則中，“無極限”是指潛水者可以采取任何方法下潛。所以，為了打破紀(jì)錄，有些潛水者會使用專門的下水直梯，以便迅速達(dá)到下潛深度，節(jié)省體力。

埃及紅澍亞各巴灣

____年

艾哈邁德·加布爾利用潛水呼吸器創(chuàng)造了14分鐘下潛332米的世界紀(jì)錄。但是他上浮整整用了13個小時來減壓。

為了防止水壓病，他在返回水面過程中，停留了50多次。

在距離水面還有3米時，他并沒有興奮地直沖水面，而是在該深度冷靜地停留了兩個小時，為的就是讓身體來適應(yīng)水壓變化。

在這14個小時的破紀(jì)錄過程中，他使用了多個氧氣瓶。其中9個是下潛時攜帶的，其余的來自他的合作團(tuán)隊。合作團(tuán)隊成員都是經(jīng)過特訓(xùn)的潛水員，負(fù)責(zé)對艾哈邁德實行全程保護(hù)。

在潛入水底時，艾哈邁德呼吸的不是純氧，而是和陸地空氣成分差不多的氧氣、氮氣和氦氣的混合氣體。

在創(chuàng)造紀(jì)錄的過程中，潛水員們身上都拴著一根繩子，繩子上有個滑環(huán)可以記錄他們下潛的深度，這個記錄也是下潛深度的唯一證明。拴在艾哈邁德身體上的滑環(huán)顯示他的下潛深度最深是335米。不過由于水壓造成了繩子的彎曲，因此顯示深度和實際深度肯定是有差距的。

美國 加利福尼亞 太平洋某處

____年

在潛艇遇上事故需要海底救援時，救援隊員們就要穿這種特制的潛水服。

潛入極深的水中作業(yè)時，潛水服必須是類似于宇航服一樣的特殊材質(zhì)，它防水功能極強(qiáng)，質(zhì)地堅硬，能夠?qū)箯?qiáng)大的水壓。

為了測試這種新研制的潛水服.美國海軍隊員丹尼爾·杰克遜穿著它下潛到了610米的水下，在此之前，老式的潛水服是不可能做到的。

這種潛水服安裝了推進(jìn)器，可以自由地上浮、下潛和側(cè)方位移動。氧氣儲備長達(dá)8小時，并且配置了先進(jìn)的水下工具和通信錄像設(shè)備。

沉默殺手

潛艇作為現(xiàn)代水上戰(zhàn)爭武器，是不可缺少的軍備。它可以靠著大海的掩飾，悄無聲息地靠近并攻擊目標(biāo)。當(dāng)目標(biāo)發(fā)現(xiàn)大難臨頭時，一切都已無法挽回。這就是潛艇的威力！

柴油動力的潛艇在水下航行時噪聲很小，可以避免敵方發(fā)現(xiàn)自己。但是缺點也是很明顯的，因為必須要浮出水面發(fā)電蓄電，所以它不能長時間在水下工作。

聲吶并非人類的發(fā)明專利，一些動物也有自己的“聲吶”，它們通過發(fā)送和接收聲波，來分辨自己所處的環(huán)境。

那么，你能說出幾種自帶“聲吶”的動物呢？

有一種潛艇雖然航行時產(chǎn)生的噪聲非常大，但它可以長時間在水下工作。盡管動力系統(tǒng)造價昂貴，但是它依然被一些很有錢的國家使用，它的動力是什么呢？

潛艇返回水面時，需要使用壓縮空氣?？諝庠趬毫Φ淖饔孟逻M(jìn)入壓載艙，將壓載艙里的水排出去。

潛艇中安裝了不間斷凈化空氣的特殊裝置，可以生成氧氣，以供船員呼吸。

聲波在水下的傳播速度要比在陸地上快。由于水下的能見度非常有限，我們可以利用發(fā)送和接收聲吶，來監(jiān)測障礙物和發(fā)現(xiàn)別的潛艇。

聲吶按工作方式可以分為主動聲吶和被動聲吶。主動聲吶隱蔽性差，被動聲吶因為探測距離遠(yuǎn)，所以隱蔽性好。

主動聲吶可以發(fā)出聲波，并接收這個聲波接觸物體后發(fā)出的反射波。通過分析反射波，可以判斷所監(jiān)測對象的大小、形狀和速度。被動聲吶不斷地接收聲波，通過分析聲波信息，來標(biāo)記聲波發(fā)出的位置。

深海漆黑一片。水下幾十米能見度就已經(jīng)很低了，更別說在幾百幾千米的深海中。但這漆黑的地方卻有不少生物的存在。因為太黑，我們對深海生命的了解還不到真實數(shù)量的萬分之一。

水溫在千米以下的深處接近冰點，水中含氧量也極低，但水壓卻巨大無比。在這里生活的生物跟淺水處的生物外形差別非常大。至于為什么都看起來怪異丑陋，難道是因為大家互相都看不見就隨便長一長嗎？當(dāng)然不是。生物的外形與生物的進(jìn)化和所生活的環(huán)境有關(guān)。

沒錯，目前確實是無法給它們命名，動物學(xué)家們把它們暫時歸屬于獅子魚科。當(dāng)初潛水機(jī)器人在探索世界上最深的海溝時，下潛至8143米處拍攝到了大批這種魚。由于沒有采集到樣本，目前只能根據(jù)拍攝的照片來對其進(jìn)行大致歸類。你知道世界上最深的海溝的名字嗎？

后肛魚

體長10.5厘米

最深生活在水下800米

長鉆光魚

體長27.5厘米

最深生活在水下1500米

水滴魚

體長30厘米

最深在水下2000米

短角無腹棘鯛

體長6厘米

最深生活在水下1500米

線鰻

體長___厘米

最深生活在水下__米

半裸銀斧魚

和大多數(shù)深海魚一樣，白天待在黑暗的深海，晚上會浮到水面覓食。

體長10.5厘米

最深生活在水下800米

大王具足蟲

體長36-76厘米

最深生活在水下____米

這種魚有個外號——黑暗吞噬者。它個子不大，卻有一張能張得極大的嘴，能把獵物整個吞進(jìn)胃中。它有一個橡皮胃，吞下食物后會變成什么樣子呢？看下圖，是不是讓你目瞪口呆？

幼年時看起來萌萌的像章魚的這種生物，成年后的外形變化是如此巨大。這種深海生物最大的特點就是長著像大象耳朵般的鰭，所以它有個可愛的名字——“深海小飛象”。

有些深海魚利用自己的絮狀或線狀肢體來誘惑其他魚類進(jìn)行捕食。還有些自身攜帶特殊的發(fā)光器，并以此來誘惑獵物。

巨目魚

巨口魚的種類很多。也許是動物學(xué)家偷懶懶得取名，當(dāng)然更具體的原因是難以捕捉，抓到樣本全憑運氣。

長約15.5厘米

最深生活在水下533米

密赤腳安鱇魚

所有的安鱇魚都很丑，丑到你懷疑人生。這個丑家伙用兩個發(fā)光點來誘捕獵物。

長約44厘米

最深生活在水下3085米

寬咽魚

顧名思義，它有一張寬大的嘴尾巴尖會發(fā)出紅色的光。

長約1 00厘米

最深生活在水下 米

奇眼鯛

它和巨口魚一樣，眼睛旁就是它們的發(fā)光器，能像手電筒一樣打開、關(guān)閉。在黑暗中能照明和與同伴溝通，同時又能誘捕獵物。有研究表明，它的發(fā)光器是能與其自身共生的發(fā)光細(xì)菌群落。

長約___厘米

最深生活在水下___米

馬康氏蝰魚

長約___厘米

最深生活在水下____米

毛額安鱇魚，這家伙是不是最丑？好在它個頭不大，不然真的太令人恐懼。

長約7.5厘米

最深生活在水下一米

阿氏鞭冠安鱇

這個丑家伙雖然發(fā)的光很微弱，但它有樹枝狀的誘餌。誘捕的時候拿出來晃啊晃的，專門吸引那些好奇心強(qiáng)的家伙。

長約40厘米

最深生活在水下___米

斑點燈籠魚

全身都是發(fā)光點，就好像背了一身的霓虹燈。長約11厘米

最深生活在水下___米

長尾大角安鱇魚

長約__厘米

最深生活在水下1 535米

安鱇魚

它丑嗎？確實丑到你不想看第二眼。但是它再丑也不能阻擋吃貨們發(fā)現(xiàn)的眼睛和探索的精神。這種魚處理一下，無論是清蒸、紅燒、切塊爆炒都是餐桌上的極品佳肴，肉質(zhì)鮮嫩肥美，入口爽滑。

長約__厘米

最深生活在水下600米

約氏黑膠安鱇魚

丑得特別自信。

長約____厘米

最深生活在水下____米

問題和前面的一樣，解題方法當(dāng)然也一樣啦！新的一年你還想了解什么呢？來信告訴我吧，我們一起來探討。